Abstract
Stromings- en sedimentproblemen vormen een van de belangrijkste factoren die van invloed zijn op de operationele uitvoering en de levensduur van het Drieklovenproject (TGP). Er zijn veel benaderingen gebruikt om de stromings- en sedimentproblemen van het TGP te onderzoeken tijdens de demonstratie, planning, het ontwerp, de bouw en de exploitatie, en er zijn veel belangrijke resultaten behaald. Om inzicht te krijgen in de voortgang van stromings- en sedimentmetingen in representatieve Chinese projecten en de ervaring met sedimentobservaties in zeer grote reservoirs, wordt in dit artikel voornamelijk de stromings- en sedimentmeting van het TGP geïntroduceerd. Het omvat de algemene situatie van het TGP, de distributie van het netwerk van hydrologische stations, de meetfactoren, de nieuwe meettechnologie en de sedimentveranderingen in het reservoir en stroomafwaarts na de opstuwing van het TGP. De resultaten van de sedimentmetingen laten zien dat de basissituatie van sedimentproblemen goed is en dat deze sedimentproblemen zich waarschijnlijk in de loop van de tijd kunnen ophopen, ontwikkelen en transformeren. Daarom is er voortdurende aandacht voor nodig.
1 INLEIDING
Het Drieklovenproject (TGP) is het grootste waterbesparings- en waterkrachtproject ter wereld. De dam bevindt zich in Sandouping, Yichang City, provincie Hubei, en vormt de scheidingslijn tussen de midden- en bovenstroomse waterloop van de hoofdstroom van de Yangtze-rivier. Het project beheert een stroomgebied van 1 miljoen km² en de gemiddelde jaarlijkse afvoer bedraagt 451.000 miljoen m³. Met een overstromingsopslagcapaciteit van 22,15 miljard kubieke meter speelt het project een belangrijke rol in de overstromingsbeheersing van het stroomgebied van de Yangtze-rivier. Met een normaal stuwwaterpeil van 175 m³ bedraagt de totale opslagcapaciteit van het reservoir 39.300 m³ en daarvan is 22.150 miljoen m³ de overstromingsbeheersingscapaciteit. De ontwikkeling van het TGP richt zich op overstromingspreventie, energieopwekking en watertransport. Het zal ook de ecologische omgeving verbeteren. In die periode werden uitgebreide voordelen behaald met betrekking tot overstromingsbeheersing, scheepvaart, energieopwekking en watergebruik.
Als belangrijk onderdeel van het overstromingsbeheersingssysteem in de midden- en benedenloop van de Yangtze-rivier controleert de TGP 96% van de instroom naar de Jingjiang-rivier, het gevaarlijkste rivierdeel tijdens overstromingen, en meer dan twee derde van de instroom naar Wuhan. De TGP speelt een onmisbare rol bij het beperken van de overstromingen en het verminderen van de enorme overstromingen in de bovenloop van de Yangtze-rivier. Eind augustus had de dam 180 miljard kubieke meter water tegengehouden tijdens overstromingsseizoenen. In 2010 en 2012 zag de dam een instroom van meer dan 70.000 kubieke meter per seconde en verminderde de overstromingspieken met ongeveer 40%, waardoor de druk op de overstromingsbeheersing in de benedenloop aanzienlijk werd verlicht. Tijdens droge seizoenen is de afvoer verhoogd tot meer dan 5500 kubieke meter per seconde, wat jaarlijks meer dan 20 miljard kubieke meter water levert aan de midden- en benedenloop van de Yangtze-rivier.
De prototype-observatie wordt uitgevoerd ten behoeve van het sedimentonderzoek, de constructie en de exploitatie van de TGR in de verschillende periodes. Prototypemetingen werden gebruikt om de variaties in afstroming en sedimentbelasting in de hoofdgeul van de Jangtsekiang te analyseren, evenals de veranderingen en evolutie van de rivierbedding. De spreiding van de locaties is weergegeven in Figuur 1. De huidige observatieresultaten komen in grote lijnen overeen met de haalbaarheidsstudie (Lu & Huang, 2013), maar door de afname van sediment stroomopwaarts en de aanleg van cascadereservoirs in de Jinsha-rivier na de jaren negentig is de sedimentatie van het Drieklovenmeer (TGR) veel geringer dan voorheen, wat resulteert in een grotere intensiteit en afstand van rivierbeddingerosie stroomafwaarts van de TGR.
2 HYDROLOGISCH NETWERKONTWERP EN MEETSYSTEEM
Om basisgegevens te verzamelen en diensten te verlenen voor de aanleg van bekkens, heeft de Changjiang Water Resources Commission sinds de jaren vijftig geleidelijk een groot aantal hydrologische stations langs de hoofdstroom en zijrivieren van de Yangtze-rivier opgericht. In de jaren negentig was in principe een compleet netwerk van hydrologische stations en sedimentmonitoring gevormd. Het omvat 118 hydrologische stations en meer dan 350 meetstations. Daarnaast is een groot aantal rivieronderzoeken en sedimentanalyses voltooid. De hydrologische en sedimentobservatiegegevens van de afgelopen decennia hebben gedurende meerdere generaties een wetenschappelijke basis gevormd voor de demonstratie, het ontwerp, de bouw en de exploitatie van de TGP.
De prototype-observatie wordt uitgevoerd ten behoeve van het sedimentonderzoek, de bouw en de exploitatie van de TGR in verschillende periodes. Nadat het reservoir in 2003 met de opslag begon, ontstond er een sedimentprobleem in zowel de boven- als de benedenloop. De prototype-observatie en het bijbehorende sedimentonderzoek werden uitgevoerd om de exploitatie van de TGP direct te ondersteunen. Het doel van de observatie omvat de volgende aspecten: het beheersen van de achtergrondgegevens over de natuurlijke kanaalstatus vóór de volledige opstuwing; het maken van referenties voor de beslissing over het installatieplan voor opstuwing; realtime monitoring van de variatie in erosie en afzetting in zowel de boven- als de benedenloop na opstuwing, en het identificeren van de problemen om tijdig tegenmaatregelen te kunnen nemen; het valideren van de gebruikte simulatietechnologie en het vergroten van de geloofwaardigheid van de TGP-sedimentvoorspelling.
Het observatiebereik van het hydrologische sedimentprototype omvat het reservoirgebied, de damlocatie en de lager gelegen gedeelten. Sinds 1949 zijn er, gebaseerd op jarenlange sedimentmeting, kanaalobservatie, exploratie en onderzoek, talloze prototypeobservatiegegevens en analyseresultaten verzameld, die voldoen aan de vraag van planning, ontwerp en wetenschappelijk onderzoek in de definitiefase. De constructiefase is een tussenfase na de profase en de totale constructieperiode bedraagt 17 uur. Daarom is het noodzakelijk om continu de variatie in afvoer, sediment en randvoorwaarden te observeren. Dit biedt niet alleen afhankelijkheid voor ontwerp, wetenschappelijk onderzoek, constructie en exploitatie, maar ook voor validatie en optimalisatie van ontwerp en regelgeving.
De monitoringsfactoren omvatten voornamelijk hydrologie, sedimentatie en het terrein van het kanaal. Het onderzoek naar het terrein van het kanaal is voornamelijk bedoeld om de regelmaat van de evolutie van het kanaal in het ruwe water, de sedimentafzetting bij het reservoir, erosie stroomafwaarts en de evolutie van de belangrijkste gedeelten na de opstuwing van de TGP te bepalen.
2 HYDROLOGISCH NETWERKONTWERP EN MEETSYSTEEM
Om basisgegevens te verzamelen en diensten te verlenen voor de aanleg van bekkens, heeft de Changjiang Water Resources Commission sinds de jaren vijftig geleidelijk een groot aantal hydrologische stations langs de hoofdstroom en zijrivieren van de Yangtze-rivier opgericht. In de jaren negentig was in principe een compleet netwerk van hydrologische stations en sedimentmonitoring gevormd. Het omvat 118 hydrologische stations en meer dan 350 meetstations. Daarnaast is een groot aantal rivieronderzoeken en sedimentanalyses voltooid. De hydrologische en sedimentobservatiegegevens van de afgelopen decennia hebben gedurende meerdere generaties een wetenschappelijke basis gevormd voor de demonstratie, het ontwerp, de bouw en de exploitatie van de TGP.
De prototype-observatie wordt uitgevoerd ten behoeve van het sedimentonderzoek, de bouw en de exploitatie van de TGR in verschillende periodes. Nadat het reservoir in 2003 met de opslag begon, ontstond er een sedimentprobleem in zowel de boven- als de benedenloop. De prototype-observatie en het bijbehorende sedimentonderzoek werden uitgevoerd om de exploitatie van de TGP direct te ondersteunen. Het doel van de observatie omvat de volgende aspecten: het beheersen van de achtergrondgegevens over de natuurlijke kanaalstatus vóór de volledige opstuwing; het maken van referenties voor de beslissing over het installatieplan voor opstuwing; realtime monitoring van de variatie in erosie en afzetting in zowel de boven- als de benedenloop na opstuwing, en het identificeren van de problemen om tijdig tegenmaatregelen te kunnen nemen; het valideren van de gebruikte simulatietechnologie en het vergroten van de geloofwaardigheid van de TGP-sedimentvoorspelling.
Het observatiebereik van het hydrologische sedimentprototype omvat het reservoirgebied, de damlocatie en de lager gelegen gedeelten. Sinds 1949 zijn er, gebaseerd op jarenlange sedimentmeting, kanaalobservatie, exploratie en onderzoek, talloze prototypeobservatiegegevens en analyseresultaten verzameld, die voldoen aan de vraag van planning, ontwerp en wetenschappelijk onderzoek in de definitiefase. De constructiefase is een tussenfase na de profase en de totale constructieperiode bedraagt 17 uur. Daarom is het noodzakelijk om continu de variatie in afvoer, sediment en randvoorwaarden te observeren. Dit biedt niet alleen afhankelijkheid voor ontwerp, wetenschappelijk onderzoek, constructie en exploitatie, maar ook voor validatie en optimalisatie van ontwerp en regelgeving.
De monitoringsfactoren omvatten voornamelijk hydrologie, sedimentatie en het terrein van het kanaal. Het onderzoek naar het terrein van het kanaal is voornamelijk bedoeld om de regelmaat van de evolutie van het kanaal in het ruwe water, de sedimentafzetting bij het reservoir, erosie stroomafwaarts en de evolutie van de belangrijkste gedeelten na de opstuwing van de TGP te bepalen.
Radarsensor voor waterpeil en snelheid voor scenario's zoals DAMS, open kanalen en ondergrondse pijpleidingnetwerken. Kan gegevens in realtime bewaken.
Plaatsingstijd: 4 november 2024